Датчик давления

 

Изобретение может быть использовано для измерения с повышенной точностью давления в условиях геофизических исследований геологоразведочных скважин, Это достигается тем, что в качестве материала мембраны 1 используется элинварный сплав с температурным коэффициентом линейного расширения, равным (4...6,4) , а тензорезисторы 4 - из кремния. В результате отсутствует деформация тензорезисторов за счет влияния температуры. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 1 9/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1 (21) 4780748/10 (22) 09.01.90 (46) 07.06.92. Бюл. ¹ 21 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (72) А.А. Шакиров, Г.В. Цыганов, P.Â, Китманов, Т.В. Шабалина, Е.3. Винтайкин, Б.Н.

Мохов и Л.А. Матюшенко (53) 531.787 (088,8) (56) Преобразователь давления ПДА — 2.

Проспект ВОЭКСПΠ— 84, Внешторгиздат, 1984.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1451566, кл. G 01 L 9/04, 1987, „„SU „„1739222 А1 (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение может быть использовано для измерения с повышенной точностью давления в условиях геофизических исследований геологоразведочных скважин, Это достигается тем, что в качестве материала мембраны 1 используется злинварный сплав с температурным коэффициентом линейного расширения, равным (4...6,4) 10 град; а тензорезисторы 4 — из кремния. В

-1 результате отсутствует деформация тензорезисторов за счет влияния температуры. 2 ил, 1739222

Изобретение относится к устройствам измерения давления в условиях геофизических исследований геологоразведочных скважин, Известен преобразователь давления аналоговый ПДА — 2, содержащий корпус, мембрану с наклеенными полупроводниковыми кремниевыми тензорезисторами.

Недостатками этого датчика давления являются неравномерная точность в рабочем диапазоне температур и низкая временная стабильность из-за различия ТКЛР мембраны и кремниевых тензорезисторов.

Известен полупроводниковый тензопреобразователь, тензорезисторы которого изготовлены из кремния, легированного бором с концентрацией дырок (0,5 — 1,8) 10 см .

Недостатком данного датчика является то, что возможно повышение точности только в криогенном диапазоне температур.

Цель изобретения — повышение точности за счет уменьшения температурной погрешностити.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике давления, содержащем корпус с размещенной в корпусе мембраной с закрепленными на ней кремниевыми тензорезисторами, легированными бооом с концентрацией дырок (0,5„„1,8) 10 см мембрана выполнена из элинварного сплава с температурным коэффициентом линейного расширения, равным (4...6,4) 10 град . Выполнение мембраны из элинварных сплавов позволяет согласовать ТКЛР мембраны и тензорезисторов за счет регулирования ТКЛР сплава, а легирование кремниевых тензорезисторов бором с концентрацией дырок в пределах 0,5 10 — 1,8

10 см позволяет дополнительно подогнать ТКЛР тензорезисторов и ТКЛР мембраны, Использование в качестве мембраны специального сплава с регулируемым ТКЛР (4...6,4) 10 град позволяет уменьшить

"усадку" кремниевых тензорезисторов примерно в два раза по сравнению с контрольными образцами преобразователей давления ПДА — 2, мембрана которых выполнена из сплава 44НХТЮ, т.е. источник временнойй нестабильности минимизирован.

Благодаря согласованию и температурным зависимостям модулей упругости различ5 ных модификаций сплавов стало возможным улучшение характеристик датчиков давления, связанных температурой, Все это в совокупности повышает точность за счет уменьшения температурной погрешности.

10 На фиг.1 изображен датчик давления, общий вид; на фиг.2 показана температурная зависимость ТКЛР кремния (кривая а) и элинварного сплава (кривая б).

Датчик давления содержит корпус 1, 15 мембрану 2, связующий элемент 3, кремниевые тензорезисторы 4. Корпус 1 и мембрана 2 представляют собой целую конструкцию, изготовленную из сплава с регулируемым ТКЛР. При помощи связующего

20 элемента 3 (органосиликатный материал

ОС вЂ” 82 — 01 или винифлексовый лак ВЛ вЂ” 931) тензорезисторы 4 приклеивают на мембрану 2.

В диапазоне температур 120 — 300 С за25 висимость изменения ТКЛР тензорезистора и мембраны линейная. В результате отсутствует деформация тензорезисто ров за счет влияния температуры, Датчик работает следующим образом.

30 При подаче давления P мембрана 2 изгибается, деформируя кремниевые тензорезисторы 4. Под действием деформации тензорезисторы изменяют свое сопротивление, в результате чего на выходной диагона35 ли моста появляется сигнал, пропорциональный давлению P.

Формула изобретения

Датчик давления, содержащий корпус и размещенную в корпусе мембрану с закреп40 ленными на ней кремниевыми тензорезисторами, легированными бооом с концентрацией дырок (0,5 — 1,8),10 см отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения

45 температурной погрешности, в нем мембрана выполнена из элинварного сплава с температурным коэффициентом линейного расширения равным (4 — 6,4) 10 град, 1739222

OC

50

Составитель 3.Каримова

Техред M. Моргентал КоРРектоР М.Шароши

Редактор Е.Папп

Производственно-издательский комбинат "Патент"; г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1996 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5